กระแสสูงคงที่ไม่ให้เวลาเซลล์ NiMH ได้หายใจ: การไล่ระดับความเข้มข้นชันขึ้น ออกซิเจนสะสมและอุณหภูมิเพิ่มขึ้นโดยไม่มีการผ่อนปรน การชาร์จแบบพัลส์และแบบไม่ต่อเนื่องจงใจขัดจังหวะกระแสด้วยช่วงพักหรือช่วงกระแสลด ซึ่งในระหว่างนั้นโปรตอนกระจายตัวใหม่ ออกซิเจนรวมตัวใหม่ และความดันและอุณหภูมิคลายตัว – เสมือนการซื้อพื้นที่การชาร์จเร็วคืน บทความนี้วิเคราะห์กลไกทางกายภาพที่พัลส์ช่วยได้ สำรวจตัวเลือกดิวตีไซเคิลและความถี่ที่รายงานในแนวปฏิบัติเครื่องชาร์จและการวิจัย แยกประโยชน์ที่แท้จริงจากความเชื่อพื้นบ้าน และอธิบายวิธีออกแบบโปรไฟล์ไม่ต่อเนื่องที่กระแสเฉลี่ย กระแสพีคและอัตราส่วนพักจับคู่กับค่าคงที่เวลาคลายตัวของเซลล์เฉพาะ
เมื่อกระแสชาร์จถูกนำออก กระบวนการคลายตัวสามอย่างเริ่มต้น การไล่ระดับความเข้มข้นภายในอิเล็กโทรดบวกหนาถูกทำให้แบนลงโดยการแพร่ในสถานะของแข็ง ลดโพลาไรเซชันที่ทำให้จุดเริ่มต้นออกซิเจนเร็วขึ้น ออกซิเจนที่เกิดระหว่างพัลส์ยังคงแพร่ไปยังอิเล็กโทรดลบและรวมตัวใหม่โดยไม่มีออกซิเจนใหม่ถูกสร้าง ความดันภายในจึงลดลง และความร้อนกระจายไปโดยไม่มีอินพุตจูล์ใหม่ ลดอุณหภูมิพีค แต่ละกระบวนการมีค่าคงที่เวลาของตัวเอง ตั้งแต่ไม่กี่วินาทีสำหรับการคลายตัวทางความร้อนและไฟฟ้า ไปจนนานกว่าสำหรับการแพร่ของก๊าซและของแข็ง
พัลส์ถัดไปจึงเริ่มจากสถานะที่ความดันต่ำกว่าและโพลาไรเซชันต่ำกว่าที่กระแสต่อเนื่องค่าเฉลี่ยเดียวกันจะดำรงไว้ ซึ่งเป็นพื้นฐานเชิงกลไกของความสามารถในการชาร์จพัลส์ที่จะดำรงกระแสพีคที่สูงกว่าโดยไม่ข้ามเพดานความดันหรือความร้อน
โปรไฟล์พัลส์ถูกกำหนดโดยกระแสพีค Ipk, กระแสพัก (ศูนย์หรือค่าน้อย), คาบและดิวตีไซเคิล; กระแสเฉลี่ย Iavg = ดิวตีไซเคิลคูณ Ipk เครื่องชาร์จสามารถส่งมอบค่าเฉลี่ยที่กำหนด – และด้วยเหตุนี้เวลาชาร์จที่กำหนด – ด้วย Ipk ที่สูงกว่าและดิวตีไซเคิลต่ำกว่า ซื้อหน้าต่างคลายตัว แต่การดัน Ipk สูงเกินไปนำกลับเข้าสู่การไล่ระดับที่ชันและแรงดันชั่วขณะขนาดใหญ่ภายในแต่ละพัลส์ จุดเหมาะสมในการออกแบบสมดุลระหว่างแอมพลิจูดพีคกับความยาวพัก เพื่อให้เซลล์คลายตัวอย่างมีนัยสำคัญโดยพัลส์ไม่กลายเป็นการทำร้าย
งานวิจัยเกี่ยวกับโปรไฟล์หลายขั้นและแบบพัลส์ (รวมถึงเครื่องชาร์จ NiMH พลังงานแสงอาทิตย์ PWM และแบบแผนที่ควบคุมด้วย MSCCC/ANFIS) ปฏิบัติต่อกระแสเฉลี่ยและรูปร่างพัลส์เป็นตัวแปรการออกแบบที่แยกจากกันอย่างสม่ำเสมอ องศาอิสระเพิ่มเติมที่การชาร์จกระแสคงที่ไม่มี
ความถี่พัลส์ต้องจับคู่กับการคลายตัวที่ตั้งใจใช้ประโยชน์ การสวิตช์ที่เร็วกว่าค่าคงที่เวลาแพร่และก๊าซมาก (ช่วงกิโลเฮิร์ตซ์) ไม่ทิ้งเวลาสำหรับการคลายตัวทางกายภาพและทางไฟฟ้าทำตัวเหมือน DC ที่มีระลอกเพิ่ม การสวิตช์ที่ช้ากว่าที่จำเป็นมากก็แค่ยืดเวลาชาร์จ โปรไฟล์ไม่ต่อเนื่องที่เป็นประโยชน์ทำงานในสเกลเวลาวินาทีถึงหลายสิบวินาที ซึ่งการรวมตัวใหม่ของก๊าซและการคลายตัวทางความร้อนก้าวหน้าจริงระหว่างพัลส์
คำกล่าวอ้างว่าพัลส์ความถี่สูงมากบรรลุการขจัดซัลเฟตอย่างมากหรือฟื้นฟูความจุในระบบนิกเกิลน้ำควรถูกปฏิบัติอย่างระมัดระวัง; ประโยชน์ที่ปกป้องได้และหนุนด้วยหลักฐานคือการคลายการไล่ระดับ การจัดการความดันและการเฉลี่ยความร้อนในสเกลวินาที ไม่ใช่ 'ความถี่วิเศษ' แบบเรโซแนนซ์
ความไม่ต่อเนื่องมีค่าที่สุดตรงที่การชาร์จต่อเนื่องถูกกดดันที่สุด – แถบปลาย SOC สูง การแทนที่การดัน 1C คงที่เหนือ 70 เปอร์เซ็นต์ด้วยพัลส์ช่วยให้ออกซิเจนที่สะสมรวมตัวใหม่ระหว่างพัก ทำให้การเพิ่มขึ้นของความดันและอุณหภูมิแบนลงและดันสถานะการชาร์จที่บรรลุได้สูงขึ้นก่อนสิ้นสุด งานลากจูงแสดงการชาร์จมีประสิทธิภาพถึง 93 เปอร์เซ็นต์ภายใต้การควบคุมความดัน ถูกนำไปใช้อย่างเป็นธรรมชาติเป็นกระแสที่ถอยกลับเมื่อใดก็ตามที่ความดันหรือตัวแทนทางความร้อนของมันสูงขึ้น – โปรไฟล์ไม่ต่อเนื่องที่ขับเคลื่อนด้วยฟีดแบ็ก
การบำรุงรักษาพัลส์หลังชาร์จ (บทความ 9) เป็นขีดจำกัดดิวตีไซเคิลต่ำของหลักการเดียวกัน: พัลส์สั้นคั่นด้วยพักยาวจับคู่กับการคายประจุเองโดยไม่มีการรวมตัวใหม่อย่างต่อเนื่อง แสดงให้เห็นกลไกเดียวที่ครอบคลุมทั้งชาร์จเร็วและบำรุงรักษา
วรรณกรรมการชาร์จพัลส์เชิงปริมาณส่วนใหญ่มาจากงานลิเธียมไอออนเกี่ยวกับการยับยั้งการชุบลิเธียม; ประโยชน์เชิงตัวเลขเหล่านั้นไม่ถ่ายโอนโดยตรงไปยัง NiMH น้ำ ซึ่งกระบวนการจำกัดคือการปล่อยและรวมตัวใหม่ของออกซิเจนแทนที่จะเป็นการชุบ คำกล่าวอ้าง NiMH ที่น่าเชื่อถืออาศัยการเปรียบเทียบความดัน อุณหภูมิและอายุรอบที่วัดได้กับชุดควบคุมกระแสคงที่ที่กระแสเฉลี่ยเท่ากันและความจุที่ส่งมอบเท่ากัน – การทดสอบที่ยุติธรรมเพียงอย่างเดียว เนื่องจากโปรไฟล์พัลส์ที่เพียงแค่ส่งมอบประจุน้อยกว่าจะดู 'อ่อนโยนกว่า' ด้วยเหตุผลเล็กน้อย
รูปแรกเปรียบเทียบความดันภายใต้กระแสต่อเนื่องและพัลส์ที่ชาร์จเฉลี่ยเท่ากัน; รูปที่สองแยกย่อยกระบวนการคลายตัวระหว่างพักเดี่ยว ให้พื้นฐานเชิงภาพสำหรับการเลือกความยาวพักจากค่าคงที่เวลาที่วัดได้แทนที่จะคาดเดา
เริ่มจากกระแสเฉลี่ยที่ต้องการและเพดานที่วัดได้ของเซลล์ที่จำกัดโดยการรวมตัวใหม่; เลือก Ipk สูงกว่าขีดจำกัดต่อเนื่องเล็กน้อย ตั้งความยาวพักจากเส้นโค้งคลายความดันและคลายความร้อนที่มีเครื่องมือวัด และปรับดิวตีไซเคิลเพื่อให้ได้ Iavg; จากนั้นตรวจสอบโดยการวนรอบกับชุดควบคุมกระแสคงที่ที่ปริมาณงานชาร์จเท่ากัน เปรียบเทียบพีคความดัน อุณหภูมิ SOC สิ้นสุดและการคงความจุ เกณฑ์การสิ้นสุดจากกลุ่มก่อนหน้าใช้ได้โดยไม่เปลี่ยนแปลง ประเมินระหว่างพัลส์บนพื้นฐานกระแสคงที่
Weijiang สามารถจัดหาค่าคงที่เวลาคลายความดันและทางความร้อนสำหรับเซลล์ตัวเลือก ช่วยให้คู่ค้ากำหนดขนาดช่วงพักพัลส์ตามจลนพลศาสตร์จริง โปรไฟล์ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดซึ่งเพิ่มองค์ประกอบกระแสเชิงลบ – การชาร์จ Reflex – สมควรได้รับการตรวจสอบแยกต่างหากและเป็นหัวข้อของบทความถัดไป
Weijiang Power ออกแบบและผลิตเซลล์นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์ แพ็กจับคู่และการกำหนดค่าพร้อมชาร์จสำหรับลูกค้าผู้บริโภค อุตสาหกรรม การแพทย์และการเคลื่อนที่ และสนับสนุนคู่ค้าด้วยคำแนะนำโปรโตคอลการชาร์จ ไฟล์สมรรถนะ IEC 61951-2 หลักฐานความปลอดภัย IEC 62133-1 และการตรวจสอบความถูกต้องร่วมกับเครื่องชาร์จ แจ้งรูปแบบเซลล์ อัตราการชาร์จ ขอบเขตความร้อนและเป้าหมายรอบ และวิศวกรของเราจะกำหนดชุดเซลล์และการชาร์จที่ปกป้องทั้งเวลาใช้งานและอายุการใช้งาน ตรวจสอบผลิตภัณฑ์ได้บนหน้าผลิตภัณฑ์
